چگونگی کارکرد پمپ واترجت صنعتی - بخش اول

پمپ قلب یک واترجت صنعتی است. همانند قلب انسان، اغلب پمپ ها  طوری ساخته شده اند که برای همیشه عمر کنند. انواع بسیاری از پمپ ها وجود دارند اما فقط تعدادی از آنها ساختاری دارند که فشار کافی را در دبی نسبتا پایین ارائه می کنند و از نظر اقتصادی به صرفه هستند تا بصورت گسترده در تولید دستگاههای واتر جت صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.

تمام پمپ های مورد استفاده در تولید واترجت صنعتی دارای عملکرد مشابه هستند، آب را با عمل پیستون یا پلانجر در یک سیلندر حرکت می دهند. پمپ به آب نیرو وارد می کند تا جریان ایجاد کند. پلانجرها یا پیستونهای متحرک در سیلندرهای پمپ کارواش صنعتی این نیرو را به آب وارد می کنند.  فرآیند تقریبا معکوس عمل یک موتور احتراق داخلی خودرو است. موتور از حرکت پیستون برای چرخاندن میل لنگ استفاده می کند. پمپ از حرکت میل لنگ استفاده می کند تا پیستون را به حرکت وا دارد که آب را به سمت خارج و داخل پمپ هدایت می کند.

دبی، نه فشار در واترجت صنعتی

تصور می شود که در دستگاه های جت واتر یا واترجت صنعتی پمپ ها فشار ایجاد می کنند اما این نکته از نظر فنی درست نیست.  یک پمپ در حقیقت جریان آب را ایجاد می کند. این جریان یا دبی بطور کلی بر حسب حجم آب جابجا شده در یک سرعت معین اندازه گیری می شود. دبی معمولا بر حسب لیتر بر دقیقه بیان می شود.

هر چه نازل واترجت صنعتی که جریان آب باید از آن عبور کند کوچکتر باشد، آب باید سریعتر حرکت کند تا تضمین شود که حجم آب خارج شده از این نازل کوچک در بازه زمانی یکسان برابر با آبی است که از نازل بزرگتر خارج شده است. آنچه که بطور کلی به عنوان فشار واترجت شناخته می شود نیروی اعمال شده به آب است. آن فشار بصورت انرژی در جریان آب ذخیره می شود. هنگامی که جریان آب از یک خروجی محدود همانند نازل دستگاه عبور می کند سرعت می گیرد. این سرعت سیال را قادر می سازد که بهتر عمل کند. هر چه نیروی اعمال شده به آب بیشتر باشد، آب سریعتر از نازل خارج می شود.

هنگامی که ما درباره قابلیت پمپ واترجت صنعتی در تولید مقدار معینی فشار در یک جریان معین صحبت می کنیم، آنچه  واقعا منظور ماست این است که پمپ قادر است آن حجم آب را یک نازل خاص در نرخی معین بر حسب لیتر بر دقیقه خارج کند.  فشار غالبا بر حسب بار بیان می شود.

پمپ در حال کار واترجت صنعتی

سادگی عملکرد پمپ واتر جت صنعتی را را می توان با یک پمپ تک سیلندر تئوری نشان داد. اگرچه این مثال ساده شده است، هر سیلندر در یک پمپ چند سیلندری دقیقا بصورت مشابه با مدل تک سیلندر عمل می کند. برای مدل مثا ما از یک تک سیلندر بسته در یک انتها استفاده می کنیم. یک پلانجره در طول لوله یا سیلندر حرکت می کند. دو شیر یا ولو در انتها بسته سیلندر یا لوله قرار گرفته اند. آنها شیر کنترل نام دارند و جهت شار آب در پمپ را کنترل می کنند.

این شیرهای کنترل شبیه درهای ورود و خروج هستند که فقط در یک جهت باز می شوند. یکی از شیرهای کنترلفقط به سمت داخل باز می شود. این شیر، شیر کنترل ورودی است. سیال از طریق این شیر کنترل وارد پمپ واترجت صنعتی می شود.  شیر کنترل دیگر فقط به سمت خارج باز می شود. این این شیر کنترل به آب جازه می دهد از داخل سیلندر خارج شود و شیر کنترل خروجی است. آبی که از جهت دیگر می آید در حقیقت به شیر فشار وارد می کند تا محکم تر بسته شود. این شیرهای کنترل به آب اجازه می دهند از میان پمپ واترجت صنعتی تنها در یک جهت حرکت کند. هر پمپ سیلندری باید یک ورودی، یک خروجی، شیرهای کنترل ورودی و خروجی و یک پلانجر یا پیستون داشته باشد.

مکش و فشرده کردن

هر سیکل کاری پمپ واترجت صنعتی از دو  حرکت ضربه ای تشکیل شده است: یک ضربه مکش که آب را داخل سیلندر می کشد و یک ضربه فشاری که آب را به خارج از سیلندر هل می دهد. ضربه مکش باعث باز شدن شیر کنترل ورودی می شود و آب را به داخل سیلندر می کشد.  ضربه فشاری آب را فشرده به سمت بیرون سیلندر فشار می دهد. این حرکت  رو به خارج اب شیر کنترل خروجی را باز می کند و شیر کنترل ورودی را می بندد. در هر ضربه پمپ واترجت صنعتی نیروی یکسانی که یک شیر کنترل را باز می کند، شیر کنترل دیگر را بسته نگه می دارد.

هر دفعه که میل لنگ یک دور کامل می چرخد. سیلند دو ضربه را تکمیل می کند، یک ضربه مکش و یک ضربه فشار.  سرعت چرخش میل لنگ پمپ مورد استفاده در صنعت از کمتر از 700 تا 3500 دور در دقیقه است. سرعت ها ممکن است کمتر یا بیشتر باشند اما اغلب پمپ های مورد استفاده در صنعت در این دامنه قرار می گیرند. سرعت چرخش 1400 تا 2800 برای پمپ های اتصال مستقیم مورد استفاده در موتورهای الکتریکی واترجت صنعتی متداول هستند.

این سری متفاوت پر سرعت ضربات مکش و فشار آب را داخل سیستم واترجت صنعتی با فشار اعمال شده بوسیله ضربات فشار حرکت می دهد. هنگامی که پمپ بیش از یک سیلندر دارد هر سیلندر به یک منیفولد متصل می شود که به آب اجازه جریان یابی به یا از هر سیلندر را می دهد. آب از محفظه ورودی واترجت صنعتی وارد سیلندرها می شود و از هر سینلدر به یک محفظه خروجی منیفلود و سپس خارج از پمپ خارج می شود. در بعضی پمپ های واترجت صنعتی منیفلدهای ورودی و خروجی بخش های مجزا هستند.